Астрономы с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST) выяснили, что кольцевая система небольшого небесного тела оказалась сложнее, чем считалось ранее. Речь идёт о Харикло — объекте, который обращается вокруг Солнца между Сатурном и Ураном на расстоянии примерно в 17 раз больше, чем от Земли до Солнца. При ширине всего около 250 километров Харикло, относящийся к семейству астероидов-кентавров, обладает двумя плотными кольцами.
Хотя Сатурн считается самой известной планетой с кольцами, подобные системы есть и у других планет, включая Уран, Нептун и Юпитер, пусть они и менее выражены. Однако Харикло и ещё более мелкое тело Хирон показывают, что кольца могут формироваться даже у самых маленьких объектов. Благодаря высокой чувствительности JWST учёные установили, что кольца Харикло устроены гораздо необычнее, чем предполагало их открытие в 2013 году.
Группа исследователей под руководством Института астрофизики Андалусии (IAA-CSIC) начала наблюдать Харикло с помощью JWST в октябре 2022 года. Специалисты применили метод звёздных покрытий, который фиксирует снижение яркости звезды, когда перед ней проходит какой-либо объект. «Сравнивая наблюдения JWST с данными других звёздных покрытий за последнее десятилетие, мы обнаружили противоположные изменения в двух кольцах: внутреннее кольцо демонстрирует значительно более высокую непрозрачность, а внешнее — более низкую», — приводит слова руководителя группы Пабло Сантос-Санса из IAA-CSIC портал Space.com.
Изменчивость колец астероида говорит о том, что он подвержен более сложным физическим процессам, чем предполагалось. Это важно, поскольку раньше учёные считали, что у небольших тел кольца относительно стабильны. «Наши результаты заставляют нас переосмыслить, как они формируются, как эволюционируют и какие механизмы поддерживают их стабильность, — заявил Сантос-Санс. — Возможность обнаруживать эти изменения открывает новое окно для понимания эволюции таких систем и, возможно, других кольцевых систем в Солнечной системе». Причину этих изменений пока установить не удалось.
Исследование стало важной вехой и для самого JWST. «Чтобы добиться этого, требовалось с необычайной точностью знать орбиту Харикло, положение звезды — благодаря миссии Европейского космического агентства Gaia — и траекторию самого JWST вокруг точки Лагранжа L2, области космоса примерно в 1,5 миллиона километров от Земли в сторону от Солнца, — отметил участник группы Юджель Кылыч из IAA-CSIC. — JWST движется по орбите вокруг этой области, что требует периодических корректировок с помощью манёвров удержания».
Во время покрытия, использованного в исследовании, Харикло двигался относительно JWST со скоростью около 2,5 километра в секунду. По земным меркам это очень быстро, но для объектов, несущихся через Солнечную систему, сравнительно медленно. Такая низкая скорость позволила разглядеть кольца Харикло с беспрецедентной детализацией. Сейчас астрономы изучают Харикло и его кольца именно методом покрытий, поскольку даже JWST недостаточно мощен, чтобы напрямую получить изображение этого небольшого и далёкого астероида. Результаты работы были опубликованы во вторник, 9 сентября, в журнале Science Advances.